oncogenetique (1) - Science Calender

17/02/2016
Pr. Alain CALENDER
Hospices Civils de LYON
Centre Léon Bérard
Plateformes CR21076 et CR21227 de diagnostic des cancers héréditaires
Réseau des consultations en oncogénétique
[email protected]
FMPU – Romans - 4 février 2015 – Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Le génome humain intègre
3 milliards de paire de bases (pb)
ADN mit. 16 569 pb
en ‘ haploïde ’ (n chromosomes)
FMPU – Romans - 4 février 2015 – Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
1
17/02/2016
FMPU – Romans - 4 février 2015 – Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Caryotype
Chromosome
Succession de 4 bases
A,C,G,T lues en
mots de 3
lettres, les codons
ADN
Le code génétique
L’oncogénétique, c’est la génétique des cancers
Elle n’est en rien différente de la génétique de toute maladie
humaine
La prédisposition génétique au cancer, c’est aussi souvent
le risque de survenue de lésions annexes incluses dans des
SYNDROMES de PREDISPOSITION
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Les cancers demeurent la première cause de mortalité en France : ils sont responsables
de près de 150 000 décès chaque année (INCA 2014)
Près de 355 000 personnes ont un diagnostic de cancer chaque année dont 200 000
hommes et 155 000 femmes
38 % des décès chez l’homme et près de 48% chez la femme surviennent avant 65 ans,
expliquant son impact sociétal majeur. Les cancers sont la première cause de mortalité
évitable. Au regard des connaissances actuelles sur les facteurs de risque, on estime que
80 000 décès pourraient être évités chaque année par des démarches de prévention
individuelles ou collectives
Le tabac est responsable de 44 000 décès, soit d’un décès par cancer sur trois
On estime qu’environ 10% des cancers surviennent dans un contexte de prédisposition
génétique avec une expression héréditaire (familiale) de la maladie, liée à une mutation
constitutionnelle dans un des gènes, parmi les ≈ 120 connus à ce jour, liées à ce risque
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
2
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Colon
Rein (1)
Non loin de 120 gènes identifiés et analysables
Description non exhaustive
Poumon (somatique)
Mélanome
Thyroïde
Polypose / Colon
Sein / Ovaire (1)
Rein (2)
Cerveau, sein, digestif, surrénales …
Parathyroïdes
Hypophyse
Pancréas endocrine
Surrénales
Tout tissu endocrine
médullosurrénale
Sein / Ovaire (2)
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
L’évolution maligne (cancer) est toujours un processus MULTI ETAPES (MULTI STEP)
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
3
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Toutes les fonctions cellulaires
sont concernées dans la
prédisposition au cancer
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
4
17/02/2016
Facteurs environnementaux
Oncogènes
++++
+++
-Gènes
suppresseurs
Gènes de contrôle
de l’apoptose (mort
physiologique programmée)
Gènes de régulation de la réplication
et de réparation de l ’ADN génomique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. Alain CALENDER
Timeline of cancer predisposition gene discovery
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
5
17/02/2016
DIAGNOSIS of
INDEX CASE
Screening by
automated heteroduplex
analysis on d-HPLC or HRM
Identification of
the germline mutation
When an amplicon shows
an abnormal profile
Sequence analysis
[Applied 16 ou 32 cap]
Pr. A. CALENDER
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pas de mutation
Environnement défavorable
Pas de mutation
Environnement favorable
Mutation présente
Environnement défavorable
Mutation présente
Environnement favorable
Susceptibility to disease, cancer occurence
6
17/02/2016
Critères évoquant le
caractère héréditaire d’un cancer
• Tumeur rare survenant chez un sujet jeune
• Tumeurs multifocales chez un même sujet
• Tumeurs bilatérales (ex : sein) ou multiples
• Un même cancer chez 2 apparentés au 1er degré
• Associations syndromiques (un sujet ou une famille)
• Agrégation familiale au 1er ou 2ème degré
• Apparentés d’un cas index avec atteinte / mutation connues
• Tumeur de survenue rare dans un sexe (ex : sein chez
l’homme)
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Maladie héréditaire (familiale)
Le sujet atteint possède 100% de
ses cellules mutées. La maladie se déclare
plus tôt et dans une expression
multi organe
Maladie en mosaïque
La mutation survient durant
le développement. Toutes les cellules
issues de la première cellule mutée
seront également pathologiques.
La maladie peut s’exprimer en mosaïque
McCune-Albright
Maladie a priori sporadique
La mutation survient dans un tissu (organe)
spécifique et induit la maladie dans ce seul tissu
ou organe
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
7
17/02/2016
• La génétique est une discipline transversale offrant des outils d’évaluation du risque
à la disposition du médecin et de son patient
• Si le risque familial existe, il est très supérieur à celui de la population générale, et donc
confirmé ou non confirmé, dans le seul objectif d’une meilleure prise en charge
• Le suivi des personnes à risque dans le contexte de prédispositions familiales permet un
dépistage précoce des lésions malignes (bénignes) et donc une chance ‘prophylactique’
• Le diagnostic précoce reste un choix individuel, mais l’information doit être donnée, car le
médecin ne peut y déroger
• La prise en charge diagnostique et thérapeutique est souvent différente et +/- spécifique
pour certains types de cancer survenant dans le contexte de syndromes de prédisposition
• Les prédispositions sont syndromiques, il est crucial de considérer le risque comme multiorgane, d’où des bilans pré établis dans le cadre de consensus nationaux
* Le risque est familial …… argument à utiliser avec prudence, et au cas par cas
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Des données épidémiologiques appelées à évoluer en + …..
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Tous les types anatomiques de cancer peuvent s’intégrer dans un syndrome de prédisposition
SEIN
OVAIRE
Syndrome SEIN-OVAIRE
BRCA1/2
POLYPOSE / CANCER COLIQUE
MELANOME
ENDOCRINE
Mélanome familial
Gène p16
Autres syndromes
MEN1
REINS
Maladie de
Von HIPPEL LINDAU
Gène VHL
Polypose colique
familiale (FAP)
Gène APC
Syndrome de LYNCH
HNPCC
Gènes MMR
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Autre syndromes
Proto oncogène MET
BIRT HOGG DUBE
Li FRAUMENI
WILMS
MEN1
MEN2
SDHB/C/D
FIHPT (HRPT2)
F-HYP (AIP)
CARNEY COMPLEX
EXEMPLES
8
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
La consultation d’oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
9
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
10
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Evolution des consultations « cancers fréquents »
en contexte familial, de 2003 à 2013 ….
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Evolution des tests génétiques « cancers
fréquents » sur cas index et prédictifs
de 2003 à 2013 ….
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
11
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
’
e
u
n
s
e
a
p
n
r
t
é
é
d
i
s
p
o
s
i
t
i
o
n
d
é
c
l
a
r
é
e
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
12
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
13
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Le cancer de la thyroïde, dans sa forme
médullaire (cellules C), une forme moins
fréquente, mais crainte lors de la
palpation d’un nodule
CMT (MTC)
Une analyse génétique systématique
de nos jours, dans le cadre du syndrome
MEN2
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
14
17/02/2016
Syndrome de GORLIN
Syndrome de SIPPLE
Cancer médullaire thyroïdien agressif
(100%)
Phéochromocytome (surrénalien) (4060%)
Neuromes muqueux
(20-40%)
Phénotype marfanoïde
Cancer médullaire de la thyroïde
(100%)
Phéochromocytome (surrénalien)
(40-60%)
Hyperparathyroïdie primaire
(20-40%)
Un seul et même gène : RET
RET = REarranged during Transfection
MEN = MULTIPLE ENDOCRINE NEOPLASIA
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Négliger une MEN2 (NEM2) devant un cancer médullaire de la thyroïde, c’est :
1. Ne pas tenir compte d’un risque familial, gérable sur le plan du suivi thérapeutique
2. Induire un risque de mortalité du patient lors de toute chirurgie primaire
3. Entraîner une perte de chance, car un patient MEN2 peut être ‘guéri’ au sens strict
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
MEN2A
MEN2B
Une dizaine de mutations ciblées
explique plus de 95% des cancers
du syndrome
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
15
17/02/2016
•Wagner et al., 2012
•Wagner et al., 2012
Pr. A. CALENDER
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
THYROIDE
Néoplasie endocrinienne multiple de type 2 type A (MEN2A)
Néoplasie endocrinienne multiple de type 2 type B (MEN2B)
Formes familiales isolées du cancer médullaire (FMTC +/-)
Associations dans d’autres formes histologiques familiales
Autres associations rares
Cancer Médullaire
Bilan chirurgical
Lésion nodulaire
ou GMHN sans
anomalies des taux
de calcitonine
Lésion nodulaire ou intégrée
à un GMHN avec anomalies de
la calcitonine chez un patient
< 60 ans, avec ou sans descendance
Avec 3 problématiques
Lésion nodulaire ou intégrée
Seuil
limiteavec
de la
CT : 10 de
pg ?
à un GMHN
anomalies
la calcitonine chez un patient
> 60Tests
ans, sans
descendance
dynamiques
?
RET
RET le PHEO ?
Rechercher
Bilans
complémentaires
(9 exons)
------
Elisei et al et al, 2007
Erdogan et al, 2005
Guerrero et al, 2006
Eng et al, 1995
1
N = 481 (7,3%)
N = 56 (10,7%)
N = 24 (4.0%)
N = 67 (1,5%)
5 -10% ? RET+
16
17/02/2016
Analyse du gène RET
Mutation identifiée
Mutation NON identifiée
Bilan syndromique
Multi-lésionnel
Prise en charge clinique
et thérapeutique individuelle
TIMING
MUTATION DEPENDANT
Bilan des
apparentés
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Données en
évolution
GTE
Recherche du
PHEO
Thyroïdectomie
’prophylactique’
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
•Development of medullary thyroid carcinoma
•in transgenic mice expressing the RET protooncogene
•altered by a multiple endocrine neoplasia type 2A mutation
•
•
Francine-Marie Michiels, Sophie Chappuis, Bernard Caillou, Andrea Pasini, Monique
Talbot, Roger Monier, Gilbert M. Lenoir, Jean Feunteun*, and Marc Billaud
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
• Proc. Natl. Acad. Sci. USA
Vol. 94, pp. 3330-3335, April 1997
17
17/02/2016
•Reviewed by Wagner et al., 2012
•Intracellular signaling pathways
•mediated by activated Ret
•Cad
•Cys
•Tm
•membrane
•c-Src
•?
•Tk
•Grb7/10
•?
•PLC-γγ
•Ca++
•PKC
•Y-905 •P
•Y-1015 •P
•?
•Enigma
•Y-1062 •P
•IRS1
•FRS2
•Y-1096 •P
•PI3-K
•?
•JNK
•Shc
•BMK1/ERK5
•Grb2
•Ras/ERK1/2
•Gab1/2
•PI3-K
•AKT
•Rac
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
•Modèles « cis » (A) et « trans » (B) de l’activation physiologique de RET
Pr. A. CALENDER
18
17/02/2016
Pr. A. CALENDER
•RET signaling pathways
dependent
•and independent of rafts
•PIP3 •PIP3
•X •AKT
•PDK1
•PIP2
•PI3-K
•Gab1/2
•Grb2
•Shc •P
•SOS •Ras
•Grb2
•P
•P•Shc
•Raf
•PI3-K
•Gab1/2
•Grb2
•SOS
•Grb2
•Shc •P •P•Shc
•MEK
•?
•?
•AKT
•ERK
•AKT
•ERK
•Rho GTPases
?
•NEUROTROPHIC SIGNALING
•ACTIN CYTOSKELETON
TRANSFORMATION ?
From S. Manié et al
Pr. A. CALENDER
•Constitué de 21 exons, RET code trois isoformes. La recherche de mutations ‘non
communes’ dans les autres exons est souvent négative, mais les polymorphismes
identifiés peuvent être discrètement pathogènes
•Reviewed by CEOLIN et al, 2012
19
17/02/2016
•Screening sporadic MTCs for germline RET mutations may help in differentiating patients truly sporadic from those with unrecognized hereditary disease. The
benefit of this procedure is evident for both the affected patients and their relatives, and for the unaffected patients. If an unexpected germline RET mutation is
found the physician will be alerted on the possible coexistence or future development of adrenal or parathyroid disease. The screening may be extended to his/her
first degree relatives, thus detecting additional gene carriers, usually in the preclinical phase of the disease. On the other hand, the negative germline RET
mutated patient can be reassured on the sporadic nature of the disease, thus avoiding the need to screen his/her relatives.
•The frequency of germline RET mutations in apparently sporadic cases ranges between 1.5% and 22.7% in different series
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
20
17/02/2016
Le cancer du sein, une maladie fréquente, survenant dans 10% des cas dans un contexte héréditaire
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Facteurs de risques
du cancer du sein
Breast Cancer
Ovarian Cancer
- Environnement
- Alimentation
- Hormones et facteurs liés
à la vie reproductive
- Histoire familiale
70
60
50
40
30
20
10
0
30
Cancer site
RR (95%CI)
All ages
RR (95%CI)
< 65y of age
Cervix
Uterus
3.72 (2.26-6.10)
2.65 (1.69-4.16)
3.40 (2.13-5.44)
Colon
Pancreas
Liver
2.03 (1.45-2.85)
2.26 (1.26-4.06)
4.06 (1.77-9.34)
All cancers except
breast and ovary
(in females)
2.30 (1.93-2.75)
40
50
60
70
3.10 (1.43-6.70)
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
21
17/02/2016
Des données toujours sous estimées
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Tableau 1
Sensibilité et spécificité
Malade
Non malade
Test positif
VP
FP
Test négatif
FN
VN
La valeur prédictive positive (VPP) est la probabilité de la maladie
lorsque l’on est en présence du signe. C’est la probabilité de la
maladie a posteriori, lorsque l’on a connaissance du résultat du test
diagnostique
22
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
De nombreux gènes, dans des pathways différents interviennent au niveau somatique
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Fréquence ++ des mutations constitutionnelles et somatiques de BRCA1/2 dans les cancers
de l’ovaire de haut grade : une implication directe sur le traitement
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
23
17/02/2016
Les gènes majeurs de prédisposition sont au cœur de réseaux de signalisation complexes
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
BRCA1/2 genetic
susceptibility to cancer:
“simple” Mendelian inheritance
or complex trait ?
Pr. A. CALENDER
Difficulties to detect modifier alleles
- Multiple modifier genes with relatively
small effects
- Interaction between modifiers: genes,
hormones, environment
- Distinct BRCA mutations are associated
with varying cancer risks
- Difficulty of collecting large number of
samples from BRCA mutation carriers
Pr. A. CALENDER
24
17/02/2016
Approaches to detect modifier alleles
- Linkage non-parametric analysis
- Association studies:
Sib-pair analysis
Transmission disequilibrium test (TDT)
Case-control study
Pr. A. CALENDER
Sib-pair analysis
concordant
AA
discordant
Aa
AA
aa
Pr. A. CALENDER
Transmission disequilibrium test (TDT)
Aa
Aa
AA
Pr. A. CALENDER
25
17/02/2016
Approaches to detect modifier alleles
Case-control study
Unrelated cases and controls matched for:
- age
- sex
- ethnicity
Pr. A. CALENDER
Genetic modifiers of breast and ovarian cancer risk
in BRCA1/2 mutation carriers :
Study sample
1400
BRCA1 & BRCA2
female carriers
16 centres
France
USA
Canada
Pr. A. CALENDER
Looking for genetic modifiers of
BRCA1/2 associated cancer risks
Candidate genes:
Implicated in regulation/interaction with
BRCA1 or BRCA2,
and/or in breast or ovarian carcinogenesis
•DNA repair
•Steroid hormone metabolism
•Cell cycle control
•Transcriptional regulation
•Chromatin remodelling
Pr. A. CALENDER
26
17/02/2016
Error free repair of DNA double strand
breaks by homologous recombination
ATM
NBS1
MRE11 RAD50
P
ATR
P
CHK2
BRCA1
P
RAD51
XRCC2
Dss1
TP53
BRCA2
XRCC3
Pr. A. CALENDER
Apoptosis
Cell cycle arrest
Pr. A. CALENDER – 03/11/08
27
17/02/2016
Pr. A. CALENDER
Pr. A. CALENDER
Scully & Livingston, Nature, 2002
28
17/02/2016
PARP inhibitors in BRCA mutation - associated ovarian cancer
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
OLAPARIB
6 M à 24-36 M
In the setting of persons with BRCA mutations, the presence of the BRCA mutation and subsequent nonfunctional
homologous recombination alone are not enough to cause tumor cell death. Applying the synthetic lethality
concept, it was hypothesized that inhibiting an additional DNA repair pathway—namely BER—with a PARP (Poly
ADP ribose polymerase) inhibitor could cause the death of BRCA-deficient tumor cells
The US Food and Drug Administration last week approved the first PARP inhibitor, AstraZeneca's Lynparza (olaparib), as a treatment for advanced ovarian cancer
patients who have BRCA mutated tumors. "The observed response rate of 34 percent in the patients with germline BRCA mutation-associated ovarian cancer who
have received three lines of chemotherapy is better than what would be expected of available therapy and represents an improvement on a surrogate endpoint that
is reasonably likely to predict clinical benefit,"
Dec 23, 2014
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
Rien ne sera simple …
HAS, 2014
29
17/02/2016
Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
1
Mr X, DCD cancer colique
À l’âge de 72 ans
Mme Y, cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
?
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
2
Mr X, DCD cancer colique
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon droit à l’âge de 48 ans
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
30
17/02/2016
3
Mr X, DCD cancer colique
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon droit à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
4
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Engager les bilans
spécialisés
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
4
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
Engager les bilans
spécialisés
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
31
17/02/2016
5
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Engager les bilans
spécialisés
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
Tumeur ulcérée du
colon droit
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
6
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Engager les bilans
spécialisés
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
Tumeur ulcérée du
colon droit
Colectomie partielle
Et bilan d’extension
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
7
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
Engager les bilans
spécialisés
Anatomopathologie
Adénocarcinome st II
MSI +
Tumeur ulcérée du
colon droit
Colectomie partielle
Et bilan d’extension
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
32
17/02/2016
8
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Documentation et
Avis oncogénétique
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
Engager les bilans
spécialisés
Anatomopathologie
Adénocarcinome st II
MSI +
Tumeur ulcérée du
colon droit
Colectomie partielle
Et bilan d’extension
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
9
Mr X, DCD cancer indéterminé
À l’âge de 65 ans
Mme Y, 55 ans,
cancer de l’ovaire
opérée (HYSTOVA) à 46 ans
Suspicion
de cancer colique
héréditaire
dans un cadre HNPCC
Mme Y S, opérée d’une tumeur
du colon à l’âge de 48 ans
Obtenir des informations
cliniques / biologiques
Documentation et
Avis oncogénétique
Mr Y, 42 ans, saignements anormaux
Action n°1 :
Action n°2 :
Action n°3 :
Action n°4 :
Action n°5 :
Action n°6 :
………………
Engager les bilans
spécialisés
Anatomopathologie
Adénocarcinome st II
MSI +
Tumeur ulcérée du
colon droit
Colectomie partielle
Et bilan d’extension
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
HNPCC = Hereditary Non Polyposis Colon Cancer
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
33
17/02/2016
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
34
17/02/2016
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
35
17/02/2016
Instabilité des microsatellites induite par les erreurs de
Réplication liées aux anomalies des gènes MMR
MSI
La mutation des gènes MMR
induit une instabilité génomique
se caractérisant par l’instabilité
de régions répétées du génome,
appelées microsatellites.
Le système MMR est un ensemble
de 6 à 8 protéines intervenant pour
Réparer les erreurs de réplication
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
MSI = MicroSatellite Instability
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
36
17/02/2016
37
17/02/2016
38
17/02/2016
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
39
17/02/2016
FMPU – Romans - 4 février 2015 - Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
2010
2000
1990
1985
Un extrait TRÈS partiel de plus de 250 articles !!!
CALENDER - LAB-2015-1-12/01/15
FMPU – Romans - 4 février 2015 – Pr. A. CALENDER - Oncogénétique
En médecine polyvalente
Une fonction essentielle :
•
•
•
•
•
•
•
•
PTC 21227
Pour le diagnostic / l’identification précoce d’un cas devant INDEX
Pour une prise en charge et orientation spécialisée rapide
Pour l’accompagnement de la collecte des premières données familiales
Préparation en amont de la consultation ONCOGENETIQUE
Pour le soutien du CAS INDEX dans l’information, si nécessaire, des collatéraux
Pour le suivi des traitements et de l’évolution clinique
PTC GCS
Pour informer le patient plus sereinement à moyen
et LCU
long terme
Pour un entretien humain sur les risques familiaux à venir (enfants)
NON EXHAUSTIF !!
40
17/02/2016
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2012
Rappel histologique
Gros vaisseaux:de l’intérieur vers l’extérieur
-Blood
Cellules endothéliales en monocouche
continue
Intima: tissu conjonctif avec qq cellules
protéoglycannes et collagène
Média: cellules musculaires lisses
(rôle de synth)
tissu conjonctif: collagène, élastine,
protéoglycannes, glycoprot de structure
(fibronectine, laminine)
Adventice: fibres élastine fenestrées
tissu conjonctif
-Endothelial cells
-Intima
-Internai elastic
lamina
-Media
-Adventitia
Capillaires:
1 ou 2 couches cellules endothéliales,
parfois fenestrés
Dans formes matures, 1 couche de péricytes
VASCULOGENESE ET ANGIOGENESE
Formation de nouveaux vaisseaux sanguins;
Au cours de l’embryogenèse ou à l’âge adulte;
Tubes de cellules endothéliales
– > capillaires après différenciation et apposition de péricytes
– > artères et veines après la mise en place d’une paroi constituée
de plusieurs couches de cellules musculaires lisses disposés de
manière concentrique ou longitudinal selon les besoins
fonctionnels.
41
17/02/2016
VASCULOGENESE ET ANGIOGENESE
Formation suivant deux processus distincts
La vasculogenèse: différenciation in situ de précurseurs
mésenchymateux (angioblastes) en cellules endothéliales et
formation primaire d’un réseau primitif de structures
vasculaires. Rôle surtout chez l’embryon.
L’angiogenèse: ensemble de processus menant à la formation
de nouveaux capillaires sanguins par l’excroissance ou le
bourgeonnement de vaisseaux préexistants
Le sang circulant contient aussi des angioblastes circulants
également capables de contribuer à la formation de nouveaux
vaisseaux sanguins.
Understanding Angiogenesis
Kalluri et al, 2003
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2010
Understanding Angiogenesis
A multistep process
• VEGF-A mediated vasodilatation and increased vascular permeability
• Extravasation of plasma proteins such as fibrinogen, converted to fibrin
• Fibrin serves as a provisionnal matrix for migrating endothelial cells
• Angiopoeitin (Ang) 2 mediated detachment of pericytes
• Degradation of vascular basement membrane and extracellular matrix by proteases
• Proliferation of endothelial cells and formation of hollow tubes, mediated by delta-like ligand (DLL-4) Notch 1
• Recruitment of perivascular cells induced by basic fibroblast growth factor (bFGF) Ang-1 and PDGF-B and
basement membrane formation for new vessels
• Fusion of blood vessels sprouts with others and frmation of vascular loops
• Highly regulated balance between pro and antiangiogenic signals in physiological conditions
• Disequilibrium of the process in the case of tumor associatd angiogenesis
La néo vascularisation est une conséquence
du processus tumoral, et à l’origine de la
dissémination métastatique
Roodink et al, 2010
Le cancer peut être induit en phase
initiale par une anomalie ou dérégulation de
l’angiogenèse généralement secondaire
à une ‘hypoxie’ tissulaire relative
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2010
42
17/02/2016
ANGIOGENESE
Processus complexe dans lesquels de multiples fonctions
cellulaires sont impliquées:
activation puis une réduction de la mobilité des cellules
endothéliales: migration vers le stimulus angiogénique puis un arrêt
de la migration
prolifération cellulaire endothéliale réversible: de nouvelles
cellules pour la croissance et l’élongation du vaisseau, puis un retour
à l’état quiescent quand le vaisseau est formé;
interactions avec la matrice extracellulaire environnante:
protéines transmembranaires, en particulier les intégrines, mettent en
connexion le cytosquelette avec les molécules de la matrice
extracellulaire, des protéases extracellulaires, responsables de la
dégradation focale de la matrice extracellulaire lors de l’invasion
cellulaire
Induction de l’angiogenèse = angiogenic
switch
• Maintien de la quiescence endothéliale serait dû
à la dominance de régulateurs endogènes
négatifs;
•
Dans l’endothélium activé, prédominance des
régulateurs positifs: induction d’un régulateur
positif, perte d’un régulateur négatif ou les deux.
• D’abord décrit pour l’angiogenèse tumorale
Facteurs activateurs ou inhibiteurs
de l’angiogenèse
• Activateurs:
–
–
–
–
–
–
–
–
VEGF
FGF1, FGF2
PDGF
Angiopoietine
TGFβ
β
TNF
Interleukin 8
PDECGF (platelet derived
endothelial cell growtg
factor
– HGF
• Inhibiteurs:
– P53
– Thrombospondin1,2
– Tissue inhibitors of
métalloproteinases
– Angiostatine
– Endostatine
– Antithrombine III
antiangiogénique
– Interleukine 12
– Interféron
43
17/02/2016
The balance hypothesis of the angiogenic switch
Hanahan et al, 1998
Les facteurs angiogéniques (1) : VEGF
(Vascular Endothelium growth Factor)
Facteur de croissance de l’endothélium vasculaire
Famille de 6 membres: VEGF, placenta Growth Factor (PIGF), VEGFB, VEGF-C, VEGF-D, VEGF-E
Glycoprotéine dimérique, spécifiquement un mitogène des cellules
endothéliales
Facteur de survie des cellules endothéliales: induit expression de
facteur antiapoptotique comme Bcl2
Aussi connu sous le nom de VPF (vascular permeability factor),
capable d’induire une augmentation de la perméabilité vasculaire
pour permettre une extravasation des protéines plasmatiques au
niveau de la matrice extracellulaire
In vitro VEGF stimule:
la prolifération des cellules endothéliales,
la production d’enzymes protéolytiques extracellulaires
la formation de structures multicellulaires avec de lumières,
capillaires sanguins
Les facteurs angiogéniques (1) : VEGF
Induit la prolifération cellulaire des cellules endothéliales, favorise
la migration cellulaire et inhibe l’apoptose
Nécessaire mais non suffisant pour l’angiogenèse
Expression stimulée par l’hypoxie, par le TGFβ
β et le TNF, certains
oncogènes activés.
Corrélation entre l’expression de ce facteur et de ses récepteurs
et le développement embryologique, le développement cyclique
de l’endomètre, du placenta, des hémangiomes ou de tumeurs.
Plusieurs isoformes en fonction des épissages alternatifs des 8
exons: certaines solubles, d’autres séquestrées par les
protéoglycannes (héparine sulfate) de la matrice extracellulaire.
Les cellules endothéliales peuvent recevoir le VEGF:
- par diffusion
- après activation de protéases qui activent les isoformes séquestrées
44
17/02/2016
Les récepteurs du VEGF
Trois récepteurs à activité tyrosine kinase: une fois activés, les
récepteurs subissent une autophosphorylation et stimulent les voies de
transmission du signal
VEGFR1 (Flt-1) et VEGFR2 (Flk-1) exprimés par les cellules
endothéliales et hématopoïétiques
Un récepteur spécifique des cellules endothéliales des vaisseaux
lymphatiques: VEGFR3 (Flt-4)
7 domaines extracellulaires de type immunoglobulines
1 domaine intramembranaire
1domaine intracellulaire tyrosine kinase
Voie de signalisation du VEGF
FAK:
focal adhesion kinase
inhibition
Survie cellulaire:
-phosphoinositide 3’kinase
-anti-apoptotic kinase
MEK:Mitogen-activated-protein
kinase ERK kinase
Invalidation du VEGF ou de ses récepteurs
Invalidation du gène VEGF chez la souris> mort précoce par absence
de développement du système cardiovasculaire (développement
dépendent d’un gradient de concentration précis en VEGF)
Souris KO pour VEGFR1, 2 ou 3 meurent état embryonnaire, manque
vasculogenèse, pas de formation de vx sanguins:
VEGFR1 > pas de formation de vaisseaux fonctionnels
VEGFR2 > blocage de la différenciation cellulaire des cellules
endothéliales, aucune formation de vaisseau
Cellules activation de VEGFR1 et inactivation de VEGFR2:pas de
prolifération cellulaire mais migration cellulaire.
Cellules inactivation de VEGFR1 et activation de VEGFR2:
prolifération cellulaire
VEGFR2 ->signaux mitogéniques
VEGFR1 et 2 -> signaux migratoires
45
17/02/2016
Les facteurs angiogéniques (2)
les angiopoïetines
•
•
•
Ang 1
Agoniste du récepteur tyrosinekinase Tie2, expression
endothéliale et hématopoïétique
Embryogenèse: expression
dans le mésoderme
périvasculaire; remodelage du
plexus vasculaire primitif,
bourgeonnement des vaisseaux,
recrutement des cellules
périvasculaires
Les facteurs angiogéniques (2)
les angiopoïetines
•
•
•
•
•
•
Ang 2
Antagoniste de Tie 2
S’opposerait à la fonction stabilisatrice de
Ang 1, rendrait l’endothélium vasculaire plus
sensible aux facteurs angiogéniques.
Expression augmentée par le VEGF, le FGF,
l’hypoxie
Facilite le bourgeonnement de nouveaux vx
au début de l’angiogenèse
En phase de maturation, son expression est
diminuée (sous l’effet de facteurs
stabilisateurs comme TGFβ
β, rétablissement
du message stabilisateur d Ang1
* Etude souris KO Tie2:mort de l’embryon à E10,
défaut dans formation des vx sanguins
(formation des bourgeons vasculaires)
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2010
NeuRoPilin 1 (NRP-1) is also a cell receptor for HTLV-1
Neuropilin1 (NRP1) and NRP2 are related transmembrane
receptors that function as mediators of neuronal guidance
and angiogenesis. NRPs bind members of the class 3
semaphorin family, regulators of neuronal guidance, and of the
vascular endothelial growth factor (VEGF) family of
angiogenesis
46
17/02/2016
The RTKs that specifically recognize VEGF-A, Flt1 (VEGFR1) and KDR (VEGFR2), possess an extracellular domain containing seven Ig-like loops (red
ovals), a single hydrophobic membrane-spanning domain, and a cytoplasmic domain comprising a single kinase domain (yellow ovals) that is
interrupted by a non-catalytic region, called the kinase insert. The extracellular domain of Flt1 is also independently expressed as a soluble protein.
VEGFs C, D and E also bind to KDR, while PlGF and VEGF-B bind to Flt1 only. Flt4 (VEGFR3) is a related receptor for VEGFs C and D that undergoes
proteolytic processing to yield 120 and 75 kDa polypeptides with a disulphide bridge in the fifth Ig domain. NP-1 is a non-RTK receptor for VEGF165,
the PlGF-2 isoform, VEGF-B and VEGF-E. NP-1 comprises an extracellular region with MAM (meprin, AS, m tyrosine phosphatase) (or C), a and b
domains, a transmembrane region and a short cytoplasmic domain
Most, if not all, biologically relevant VEGF signalling is mediated via KDR. Activation of KDR occurs through ligand-induced dimerization and receptor autophosphorylation at multiple
tyrosine residues in the intracellular domain. VEGFR-associated protein (VRAP) and PLC-γ associate with Tyr-951 and Tyr-1175, respectively, but the role of other sites is yet to be defined,
although KDR associates with several other SH2 domain proteins (yellow ovals). VEGF-dependent endothelial cell survival is mediated in part via PI 3-kinase (PI3K)-mediated activation of
the anti-apoptotic kinase Akt, though the mechanism of PI 3-kinase activation is unclear. Akt phosphorylates and inhibits the pro-apoptotic protein Bad, leading to inhibition of caspase
activity. Akt also causes Ca2+-independent eNOS activation through phosphorylation, and this pathway may also be essential for migration. Increased tyrosine phosphorylation of FAK,
mediated in part through Src, is a point of convergence for VEGF and integrin-mediated survival and migration signalling. Direct interactions between integrin αvβ3 and KDR may also play a
role in survival functions of VEGF. A major mitogenic signalling mechanism for VEGF is the PLC-γ pathway resulting in hydrolysis of phosphatidylinositol 4,5-bisphosphate, generation of
inositol 1,4,5-trisphosphate (IP3) and diacylglycerol, and subsequent mobilization of intracellular Ca2+ and PKC activation. PKC mediates activation of ERKs 1/2 via Raf-1 and MEK, and
this pathway is a major mediator of both mitogenesis and cPLA2 activation leading to generation of COX-derived prostanoids (PGs), including PGI2 and PGE2. Ca2+ signalling is also
important for eNOS activation and NO generation, and activates the serine/threonine phosphatase, calcineurin (protein serine/threonine phosphatase 2B), leading to activation of the
transcription factor NFAT (nuclear factor of activated T-cells) and induction of COX-2, which mediates long-term prostanoid production. Functional signalling converges and branches at
several points, emphasizing how linear signalling pathways are integrated to form signal transduction networks. HCPTPA, human cellular protein tyrosine phosphatase A.
Role of VEGF/VEGFR in tumor angiogenesis
Hicklin et al, J Clin Oncol, 2005
47
17/02/2016
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2010
Embryos lacking Tie2 receptor tyrosine kinase or
Ang-1 ligand die around embryonic day E11 as a
consequence of insufficient expansion and
maintenance of the primary capillary plexus. Close
ultrastructural analysis of the vessels in embryos
lacking Tie2 or Ang-1 has indicated that endothelial
cells fail to associate properly with underlying
support cells. By contrast, mice that overexpress
Ang-1 in the skin have larger and more highly
branched vessels that are resistant to leakage induced
by inflammatory stimuli, even in the presence of
excess permeability factors such as VEGF.
Based on these findings it has been proposed that the
angiopoietin/Tie2 system plays an important role
in the interaction between endothelial and
periendothelial support cells
A schematic drawing of
angiopoietin/Tie mediated functions in
tumors is illustrated in
(A). In concert with VEGF, Ang-2
destabilizes the vasculature and leads
to vessel sprouting or regression.
Ang-1 contributes to the stabilization
of pre-existing vessels in the adult
vasculature and to the maturation of
new blood vessels in tumors.
A higher magnification of (A) indicating
functions of each angiopoietin on
individual vessels is depicted
in B, C and D
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2010
Under aerobic conditions, the hydroxylation of both HIF-1α and HIF-2α by prolyl hydroxylases facilitates the binding of the pVHL E3 ligase
complex (pVHL E3L) to HIF-1α and HIF-2α. This results in the poly-ubiquitination of HIF-1α and HIF-2α and their proteasomal degradation.
Under hypoxic conditions, HIF- 1α and HIF-2α are stabilized and they enter the nucleus where they heterodimerize with HIF-1β and initiate
downstream transcription. The presence of growth factors or specific extracellular stimuli promote the binding of HAF to HIF-1α by a new oxygenindependent mechanism recently described. This promotes the poly-ubiquitination and degradation of HIF-1α while HIF-2α is allowed remain to activate
downstream transcription
48
17/02/2016
Les IRES Internal ribosome entry
site permettent le recrutement
direct du ribosome au niveau de ce
codon de démarrage,
indépendamment de la présence
de la coiffe et du mécanisme de
balayage. Les IRES sont des
régions structurées de l'ARNm
qui interagissent directement
avec le ribosome ou avec les
facteurs d'initiation de la
traduction
Important pathways regulating HIF-1α translation. During normoxic conditions HIF1A mRNA is translated by cap-dependent mechanisms (green background). Under
certain cellular contexts, HIF-1α translation can be stimulated by growth factors (GFs), oncoproteins or cytokines that activate the PtdIns3K–Akt–mTOR and the MAPK (RAS–
MEK–ERK) pathways. Cellular stress such as hypoxia or the absence of nutrients can inhibit cap- dependent translation by two mechanisms. In the first, the ER kinase
PERK phosphorylates eIF2-α (2α) and prevents its assembly with the ternary complex (TC). In the second, TSC1- and/or TSC2-mediated mTOR inhibition results in 4E-BP
hypophosphorylation leading to its interaction with eIF4E (4E) and blocking eIF4F-complex formation and subsequent translation initiation. mTOR inhibition also prevents S6K
activation and the regulation of downstream translation components. It has been suggested that during hypoxia HIF-1α is also translated via a cap-independent mechanism
(blue background), possibly through the IRES. The RNA-binding proteins PTB and HuR have been proposed to bind to HIF1A mRNA at the 3′ UTR and 5′ UTR, respectively, and
enhance HIF-1α translation in response to the hypoxia mimetic CoCl2. Abbreviations: PI3K, phosphatidylinositol 3-kinase
Pr. Alain CALENDER – ENS - 2010
Therefore, under selective pressure induced by hypoxia, fundamental changes in cell metabolism of pre-malignant cells occurs leading to increased glycolysis.
However, increased glycolysis under hypoxic conditions leads to an increased formation of lactic acid causing the environment to become acidic. The acidic
environment leads to the further selection of cells that are capable of tolerating the acidic environment. Not only they do they evade cell death and growth inhibitory
signals, and survive hypoxic conditions, they use up all the energy of surrounding tissues because glycolysis does not produce as much energy as OXPHOS and finally
they release copious amounts of lactic acid. Regulation of glucose metabolism by HIF-1. Under hypoxic conditions, HIF-1alpha activates the transcription of genes
encoding glucose transporter (GLUT) 1 and 3, hexokinase (HK) 1 and 2, glucosephosphate isomerase (GPI), phosphofructokinase (PFK), aldolase (ALD), triosephosphate
isomerase (TPI), glyceraldephosphate dehydrogenase (GAPDH), phosphoglycerate kinase (PGK), enolase (ENO), pyruvate kinase (PK), lactate dehydrogenase (LDH),
and pyruvate dehydrogenase kinase (PDK)
49
17/02/2016
Autosomique Dominant
Pr. S. RICHARD
Phéochromocytome
Maladie de von Hippel Lindau (VHL)
Hémangioblastome rétinien
Cancer du rein associé aux mutations VHL
Hémangioblastome du cervelet
VHL : HISTORIQUE
• Première observation d’angiomes rétiniens
von Hippel (1895)
• Description de la maladie
• Localisation du gène
• Identification du gène VHL
Lindau (1926)
Seizinger (1988)
Latif (1993)
Et pourtant en 2003 la maladie de VHL est
encore souvent méconnue du fait de la variabilité
de son expression.
50
17/02/2016
MANIFESTATIONS CLINIQUES
SNC
60 à 80%
Rétine
50 à 60%
HÉMANGIOBLASTOMES
VHL
RENALES
KYSTES MULTIPLES
ET/OU TUMEURS
PANCREAS
30 à 70%
30 à 70%
Tumeurs des surrénales : Phéochromocytomes
Tumeurs du sac endolymphatique
11 à 19 %
2 à 10% -
L’HEMANGIOBLASTOME
• Constitué d’un abondant réseau capillaire et de
cellules tumorales, les cellules stromales, riches
en lipides
• Lésion caractéristique de la maladie de VHL
Le diagnostic de VHL doit être porté devant l’association de:
-deux hémangioblastomes quelle que soit leur localisation
-un hémangioblastome et une lésion viscérale
L’hémangioblastome du système nerveux central
•Touche de 60 à 80% des patients (révèle la maladie dans 50% des
cas)
•
souvent multiple
•
préférentiellement dans la fosse postérieure
une hypertension intracrânienne
un syndrome cérébelleux
•
dans la moelle épinière (troubles sensitifs ou moteurs).
51
17/02/2016
L’hémangioblastome médullaire
responsable de troubles sensitifs et moteurs
Patient de 21 ans avec une maladie de VHL: IRM (a), angiographie avant
(b) et après embolisation préopératoire (c)
Traitement de l’hémangioblastome
•
Chirurgical pour les manifestations symptomatiques
•
Radiothérapie inefficace sur la composante kystique de
l’hémangioblastome
•
Lésions asymptomatiques
– Surveillance
– Intervention si localisation dangereuse
A
L’hémangioblastome de la rétine
• chez 50 à 60% des malades (révélateur dans 30% des
cas)
•
souvent multiple et bilatéral
•
peut entraîner une baisse de l’acuité visuelle
•
se compliquer
d’un décollement rétinien
d’une cataracte
d’un glaucome.
Traitement:
Laser, cryothérapie
52
17/02/2016
L’ATTEINTE RÉNALE
• Multifocale et bilatérale
• Chez 30 à 70% des sujets
Sous la forme de kyste ou de cancer à cellules claires
Généralement asymptomatique
Cancer souvent métastatique au stade de la révélation
clinique
La distinction entre ces deux lésions n’est pas
évidente radiologiquement,
Le cancer du rein se présentant fréquemment
sous la forme de kyste cloisonné ou à paroi
épaissie.
Scanner d’un patient VHL âgé
de 61 ans.
Rein droit déjà enlevé pour
cancer du rein.
Rein gauche: cancer (a)
kystes (b)
53
17/02/2016
L’ATTEINTE PANCRÉATIQUE
• Retrouvée dans 30 à 70% des cas
• Le plus souvent
il s’agit de kystes multiples ou cystadénomes
séreux, sans retentissement clinique;
Abstention thérapeutique
•Parfois:
•un kyste unique
•une tumeur endocrine
LE PHEOCHROMOCYTOME
• Le plus souvent surrénalien et bilatéral
• Touche de 11 à 19 % des patients
• Se manifeste le plus souvent par une HTA isolée
( plus rarement par la triade classique céphalées-palpitationssueurs mais le risque d’hypertension paroxystique est toujours
latent)
Contrairement aux autres lésions du VHL, son
expression intra familiale est assez constante
Selon la famille considérée,
de 0 à 90% des malades sont touchés
Phéochromocytome nécrotique (P) , tumeur endocrine de la tête du pancréas (I)
54
17/02/2016
LATUMEUR DU SAC
ENDOLYMPHATIQUE
• Adénocarcinome de bas grade
• Surdité
• Retrouvée chez 2 à 10% des malades
Quatre sous-types ont été définis :
-Type 1
> risque très faible de phéochromocytome
risque élevé d’hémangioblastomes,
d’atteinte rénale et pancréatique
- Type 2
> risque élevé de phéochromocytome
Type 2A
Type 2B
risque élevé d’hémangioblastomes
risque faible d’atteinte rénale et/ou pancréatique
risque élevé d’hémangioblastomes
risque élevé d’atteinte rénal et
pancréatique
Type 2C
peu d’atteinte associée
EPIDEMIOLOGIE
• La maladie de VHL a une incidence minimale estimée à un
nouveau cas pour 36000 à 45000 naissances
Près de 1500 porteurs d’un gène VHL muté
existeraient actuellement en France.
• Répartition géographique uniforme
• Un effet fondateur :
- Grande famille de la Forêt Noire porteuse d’une
mutation responsable essentiellement de phéochromocytomes
familiaux
- et dans une branche familiale immigrée aux Etats-Unis
55
17/02/2016
Age de début
• Les deux sexes sont également touchés
• Signes cliniques apparaissant généralement entre 18 et 30 ans
• Peuvent aussi se révéler dès l’enfance en particulier les
hémangioblastomes rétiniens et les phéochromocytomes,
qui peuvent être observés à partir de l’âge de 5 ans
Association à d'autres maladies ,
environnement
• Il n’est pas connu d’association particulière avec d’autres
maladies, sinon fortuites
• Jusqu’à présent l’implication de facteurs environnementaux n’a
pas été démontré chez des patients atteints de VHL
Néanmoins un hot-spot de mutation au codon 81
a été mis en évidence chez des patients présentant
un cancer rénal après exposition professionnelle
au trichloroéthylène
GENETIQUE DE LA MALADIE DE
VHL
Transmission sur le mode AD
incidence minimale 1/36000 à 45000 naissances
(1500 porteurs - France)
VHL
Mutations de novo peu fréquentes
(13% à 20%)
Existence de mosaïques somatiques
GENE VHL : Identification du gène VHL en 1993
Clonage positionnel et fréquente délétion 3p dans cancer du rein sporadique et VHL
Localisé sur le bras court du chromosome 3 : 3p25-26
Gène VHL de petite taille : 3 exons
GÈNE SUPPRESSEUR DE TUMEUR
56
17/02/2016
(3p26)
L’ARN messager-Tissus
d’expression
• L’expression de pVHL est ubiquitaire dans tous les tissus de
l’adulte
• Expression dans tous les tissus embryonnaires avec une forte
expression dans :
•le système nerveux central,
• les reins,
•les testicules
•le poumon
Localisation particulière dans les tubules rénaux
• Epissage alternatif de l’exon 2 est à l’origine de deux
isoformes
(distribution tissulaire équivalente)
Fonction de pVHL (1) :
une ubiquitine ligase
57
17/02/2016
Régulation des HIF (hypoxie inducible factor):
Importance de la protéine pVHL
58
17/02/2016
Molecular basis of the VHL hereditary cancer syndrome
Haemangioblastomas consist of poorly understood 'stromal' cells that are mixed with blood vessels. In von Hippel–Lindau (VHL) disease, bloodvessel cells — endothelial cells and pericytes — are VHL+/- ; in sporadic haemangioblastoma, they are VHL+/+. In VHL disease — and often in sporadic
haemangioblastomas — stromal cells are VHL-/- and so accumulate high levels of hypoxia-inducible factor (HIF), which leads to overproduction of
growth factors such as transforming growth factor β (TGFβ), platelet-derived growth factor B chain (PDGF- B ), vascular endothelial growth factor
(VEGF) and erythropoietin (EPO). TGFβ
β probably acts in an autocrine loop, whereas PDGF-B and VEGF drive the proliferation of pericytes
and endothelial cells, respectively
The role of HIF in acute ischemic renal injury,
tubulointerstitial fibrosis, and VHL-associated
renal cancer.
Overview of selected hypoxia/HIF-regulated
biological processes that have been shown or have
been proposed to play important roles in the
pathogenesis of acute ischemic renal injury,
renal fibrosis, and renal cancer. Shown in red
(renal proximal tubule) and blue (Tamm–Horsfall
protein-expressing nephron segments) are the
proposed sites of origin of VHL-associated renal
cancer. While HIF-1 can be found in all nephron
segments, HIF-2 in the non-cancerous, normal
kidney is not expressed in renal epithelial cells, but
can be found in renal interstitial and renal
endothelial cells. EMT, epithelial to mesenchymal
transition
Structure of a Hypoxia Inducible Factor-1a (HIF-1a) peptide bound to the von Hippel Lindau (VHL)
protein. Hydroxylproline-564 (Hyp-564, highlighted in yellow) of HIF-1a occupies a Hyp-binding pocket
of VHL
59
17/02/2016
SCF- like ubiquitin ligases
The VHL (von Hippel–Lindau) gene product, pVHL, forms complexes with elongin C, elongin B and cullin-2, which
structurally resemble SCF (Skp1–Cdc53–F-Box protein) ubiquitin ligases in yeast. These polyubiquitylate target proteins
that are then degraded by the proteasome. The pVHL -domain resembles an F-box motif, which binds to Skp1. The pVHL domain has features of a substrate-docking site. Ub, ubiquitin
Fonctions de pVHL (suite)
• Régulation du cycle cellulaire (via la cycline
D1)
• Différenciation des cellules épithéliales
• Stabilité des microtubules
• Maintien ou assemblage de la matrice
extracellulaire (ECM) : aide à l’assemblage de
fibronectine et de collagène IV .
– Perte fonction VHL-ECM > stimule angiogenèse
Fonctions de pVHL (suite)
• Contrôle de nombreux gènes dont certains impliqués
dans la dissémination métastatique (CXCR4)
• Perte fonction pVHL ->phosphorylation constitutive
de MET ->diminue adhérence cellulaire et l’inhbition
de croissance liée à l’inhibition de contact
• Perte fonction de pVHL -> gain de fonction de HIF >diminution expression E-cadherin (composant
jonctions intercellulaires, intervient dans l’adhésion
cellules épithéliales)
– la diminution de l’adhésion des cellules de RCC VHL(-/-)
60
17/02/2016
Action de pVHL sur le cil primitif
(1)
• Cil primitif = cil présent à la surface de la plupart des
cellules de mammifère, immobile, microtubule dvp à
partir du centriole, 0.2um diamètre, 5um de longueur,
régulé par le cycle cellulaire
• Organelle sensitif , reçoit des messages mécaniques et
chimiques, transmet ces signals au noyau.
• Mutations qui touchent le fonctionnement de ces cils ->
polykystose rénale, anomaies hépat et pancréat,
obésité, anomalies développement
Action de pVHL sur le cil primitif
(2)
• Patients avec un VHL ont des kystes du rein
• Absence de cil primitif sur kyste du rein de patient VHL
• Lignée RCC (VHL-) si expression ectopique de pVHL >augmentation de la polarisation cellulaire et formation cil
primitif
– Expression de pVHL avec mutation Y98H (VHL2A)>même chose
– Expression de pVHL avec mutation W117R (VHL2B)->pas
de formation de cil
• Perte de fonction de pVHL déjà présente au niveau du
kyste renal ->perte cil primitif, dédifférenciation cellule>accumulation de HIFa, stimulation croissance, division cell
dédifférencéres et angiogenèse
Pendant la division cellulaire mutations sur autres gènes >RCC
Développement des tumeurs
dans la maladie de VHL
• Liée à l’inactivation somatique de la
seconde copie du gène VHL
• Réexpression d’un gène VHL normal
dans les lignées de RCC VHL-/prévient le dvpt de tumeurs lors de
xénogreffes chez la souris nude
61
17/02/2016
Développement des
hémangioblastomes du SNC
Accumulation de HIF dans les cellules tumorales (stromales)
->production de VEGF et de PDGF-b
->prolifération des cellules endothéliales et péricytes,
dvpt des capillaires sanguins
Production de TGF-α, facteur
autocrine sur la prolifération
des cellules stromales
Production EPO par cellules
stromales->polyglobulie IId
Développement des RCC
•
•
•
•
Déjà inactivation des deux copies du gène VHL et surexpression
de HIF dans cellules épithéliales bordant les kystes bénins
Nécessité d’événements génétique supplémentaires: oncogènes
ou suppresseurs
Cellules épithéliales rénales très sensibles aux effets mitogènes
de TGF-α , surexpression+ anomalies de assemblage
extracellulaire >dvpt kystes
Production de VEGF et PDGF-α>dvpt vascularisation
Dans 75% des RCC CC sporadiques inactivation somatique de
VHL par mutation ou hyperméthylation du promoteur
Modèle animal souris
inactivation VHL
• Décès embryons souris VHL-/• Chez souris VHL+/- hémangioblastomes
hépatiques
• Inactivation conditionnelle de VHL dans rein:
kystes rein, augmentation érythropoïetine
62
17/02/2016
ANALYSE DU GÈNE VHL
Confirmation diagnostique
chez les sujets symptomatiques
Parfois
MOYEN DIAGNOSTIC !!
(Familles Phéochromocytome isolé)
Surveillance annuelle
dépister et TTT précoce
Rassurer les sujets non à risque
Techniquement simple
Mutation VHL identifiée
DÉPISTAGE GÉNÉTIQUE FAMILIAL
Surveillance des individus porteurs
Pénétrance de la maladie est > 90% à 60 ans
Diagnostic pré-symptomatique
Surveillance à partir de 5 ans
Analyse du gène VHL
Composé de trois exons, 214 codons
70% de mutations : substitution, délétion où insertion
de quelques bases
SEQUENCAGE
30% de mutations: délétions totales ou partielles du
gène, de grande taille, non détectables par séquençage
de l’ADN exon par exon
QMPSF
Application de la QMPSF à la maladie de VHL
(Quantitative Multiplex PCR of Short Fluorescent
fragments)
Une PCR amplifie un fragment de chacun des 3 exons du gène VHL et un fragment de
l’exon 14 du gène MLH1 (témoin interne).
Migration sur séquenceur ABI377
Comparaison du profil obtenu avec celui d’un sujet non atteint
Exon 1
Sujet VHL
Sujet non
atteint
Exon 2
Exon MLH1
témoin
Exon 3
Validation de la technique par comparaison avec des remaniements
trouvés par d’autres méthodes (Southern blot, FISH, Long Range PCR)
63
17/02/2016
Corrélations génotypesphénotypes
Quatre sous-types VHL
Type 1
Risque très faible de
phéochromocytome
Le plus souvent (96%) synthèse d’une protéine tronquée
Mutations non-sens, délétions ou insertions
Type 2A
Risque faible d’atteinte
rénale et/ou pancréatique
Type 2
Risque très élevé de
phéochromocytome (90%)
Région hot-spot autour du codon 98
Mutations faux-sens
Substitution d’acides aminés
Type 2B
Risque élevé d’atteinte
rénale et/ou pancréatique
région hot-spot autour du codon 167
(Zone de liaison avec l’élongine)
64
17/02/2016
VHL, a tumour suppressor gene
The VHL gene is approximately 20,000 nucleotides long, and the VHL messenger RNA is approximately 5,000 nucleotides long after it is
spliced. Of these 5,000 nucleotides only 639 nucleotides of the messenger RNA actually contain the information to spell out the sequence of the
VHL protein. Mutations may occur at any point within these 639 nucleotides, although most are found between nucleotides 100 and 639
Trichloroethylene exposure and somatic mutations of the VHL gene
in patients with Renal Cell Carcinoma
65
p apilla ry 7 M
p apilla ry 6
s ar comatoi d 2
p apilla ry 7 P
p apilla ry 1
p apilla ry 2
p apilla ry 5
c le ar cell/sa r 6**
c le ar cell/sa r 8**
c le ar cell 17 **
c le ar cell 30 **
c le ar cell 33
g ranular 6
c le ar cell 35
c le ar cell 25 **
c le ar cell 26 **
c le ar cell 31
c le ar cell 16
c le ar cell 7**
c le ar cell 28 **
c le ar cell 32 **
g ranular 4
c le ar cell 23
c le ar cell 18
c le ar cell 24
c le ar cell 34
c le ar cell 19
c le ar cell 14
c le ar cell 21
c le ar cell 22
c le ar cell 13
c le ar cell 15
g ranular 3
c le ar cell 5
g ranular 1
c le ar cell 37
c le ar cell 38
c le ar cell 11
c le ar cell 20
c le ar cell 27
c le ar cell 1
c le ar cell 4
c le ar cell 9
c le ar cell 2
c le ar cell 12
c le ar cell 3**
g ranular 5
chr omop hob e 2
o nco cytoma 2
c hr omoph obe 1
c hr omoph obe 3
c hr omoph obe 5
c hr omoph obe /s ar 4
o nco cytoma 1
g ranular 2
c le ar cell 36
c le ar cell 29
c le ar cell 10
s ar comatoi d 1
W ilms 2
W ilms 5
W ilms 4
W ilms 3
W ilms 1
T CC 3
T CC 2
T CC 1
c le ar cell/sa r 39
p apilla ry 4
•
p apilla ry 3
17/02/2016
Polyglobulie primitive de Chuvash
•
•
•
•
Maladie endémique dans la république russe de Chuvash
Héréditaire à transmission autosomique récessive
Patients ont des taux élevés d’érythropoïétine
Patients porteurs
d’une mutation du gène VHL homozygote: R200W
•
Mutation retrouvée chez des patients atteints de
polyglobulie primitive dans d’autres pays (Danois,
Américains) avec la même mutation ou:
– R200W/P192A (Américain)
– R200W/L188V (Américain)
– H191D/H191D (Croate)
1 seul cas où un tel patient avait aussi les manifestations
cliniques du VHL
A
B
C
D
E
Sur le plan thérapeutique…
66
17/02/2016
Certaines tumeurs présentent une activation voie mTOR
(mammalial target of rapamycin) par perte de la suppression du
signal PI3Kinase-AKT -> augmentation prolifération cellulaire,
division cellulaire et stabilisation de HIF.
Various strategies to inhibit VEGF signalling
These include monoclonal antibodies targeting VEGF-A (a) or the VEGF receptors (b, c). d, Chimaeric soluble receptors such as the
'VEGF-trap' (domain 2 of VEGFR-1 and domain 3 of VEGFR-2 fused to a Fc fragment of an antibody) are also undergoing clinical
development. e, Additional extracellular inhibitors are aptamers that bind the heparin-binding domain of VEGF165 (pegaptanib). A
variety of small-molecule VEGF RTK inhibitors that inhibit ligand-dependent receptor autophosphorylation of VEGFR-1 and VEGFR-2
are being tested. Additional strategies to inhibit VEGF signalling include antisense and siRNA targeting VEGF-A or its receptors
67
17/02/2016
SDH, mitochondrial Succinate
Dehydrogenase
Les paragangliomes sont des tumeurs développées au dépens du tissu
paraganglionnaire. Les principaux sites anatomiques de paragangliomes sont :
la médullosurrénale (phéochromocytome)
la tête (glomus tympanicum et jugulaire)
le cou (glomus carotidien et vagal)
le rétropéritoine (organe de Zuckerkandl)
la vessie
le médiastin, etc…
Ces tumeurs, le plus souvent bénignes, peuvent sécréter des catécholamines et on
parle alors de phéochromocytome, si la localisation est surrénalienne, et de
phéochromocytome ectopique ou de paragangliome fonctionnel si la localisation
est extrasurrénalienne.
Ces tumeurs sont génétiquement déterminées dans environ 30% des
cas (MIM: 168000, MIM: 605373). Dans les cas familiaux, les
tumeurs sont de survenue plus précoce et le plus souvent multiples.
Trois gènes à l'origine de ce syndrome ont été identifiés. Il s'agit des
gènes SDHD, SDHC et SDHB codant pour des protéines du
complexe II mitochondrial.
68
17/02/2016
Pathologies familiales
avec phéochromocytome
Syndrome
Gène
Risque de phéochromocytome
NEM-2A
Ret
50%
NEM-2B
Ret
50%
Neurofibromatose type 1
NF1
1%
Maladie de Von Hippel-Lindau
VHL
10-20%
Dluhy (2002) NEJM, 346: 1486
Gimenez-Roqueplo et al
Paragangliome héréditaire
20%
SDHB
Paragangliome héréditaire
et phéochromocytome (2001)
SDHD,
SDHA
Leigh syndrome (1995)
SDHD
SDHC
Paragangliome héréditaire Paragangliome héréditaire (2000)
et phéochromocytome (2001)
(2000)
La succinate dehydrogenase (SDH) mitochondriale
Chaîne
Respiratoire
Gradient electrochimique
H2O2
C
CI
Membrane
interne
NADH
dhase
Matrice
C II
QC
III
Cytbc1
CIV
Cyt
OX
SDH
CV
ATP
Synthase
NADH
Cycle
Succinatede
Fumarate
Krebs
Pi
H2O
ATP
ADP
Gimenez-Roqueplo et al
69
17/02/2016
PATIENT I: Mutation germinale
R22X du gène SDHD
CTT CGA ACT
Wild type
R22X Wild
Leu21 Arg22 Thr23
R22X
R22X
CTTT/CGAACT
R22X
R22X Wild
R22X
Wild
TGA
STOP
Gimenez-Roqueplo et al
ADN tumoral: délétion 11q21q25
Perte de l’allèle
maternel (LOH)
*****************
Génotypage des
microsatellites
de la région 11q
à partir de l’ADN
génomique et tumoral
Gimenez-Roqueplo et al
Principales mutations
décrites
D92Y
Paragangliome tête et cou
Phéochromocytome "sporadique "
P81L
L139P
C.33-36delTG
C11X
R22X
IVS1+2>
>g
Q36X
W5X
1
R38X
IVS2
-1g>t R70G
2
L85X
L95P
Q109X
C.381-383
H102L ∆ 112T
Q121XdelG
3
G148D
SDHD
4
c.123InsC
c.54InsC
R90X
R46QC.207-210
R46G Insc
A43P Q59X
R27X
1
2
3
C101Y
4
P131R
5
P197R
C196Y
C.847del4 C249Y
R230C R242H
C192R
6
7
SDHB
8
Maher and Eng (2002) Human Molecular Genetics, 11:2347-2354 (+ Mutations HEGP)
70
17/02/2016
Perte de l’activité enzymatique du
complexe II
Patient I
Activities
(nmol/min/mg prot)
SDHD-inherited
paraganglioma
SCCR (CII+CIII)
SQDR (CII)
SPDR (SDH)
Patient II
SDHB-inherited
pheochromocytoma
<1
<1
<1
<1
<1
<1
Controls
(n=6)
75 ±
33 ±
14 ±
Spectrophotometric assays of respiratory-chain enzyme activities
in SDH-inherited tumors and in six control pheochromocytomas
Gimenez-Roqueplo et al
Surexpression des facteurs
angiogéniques et inductibles
par l ’hypoxie
Impossible d’afficher l’image.
EPAS1
VEGF
VEGF
VEGF-R1
VEGF-R1
VEGF-R2
VEGF-R2
SDHB-pheochromocytoma
Gimenez-Roqueplo et al
71